BIM技術在建筑外立面幕墻設計中的應用

王鐵霖

摘要：BIM建筑信息模型是在建筑工程中基于各種相關的信息數據建立模型，并通過模擬真實的信息來建立數字信息。對于建筑外立面幕墻工程而言，這里的建筑信息是每個構件的尺寸、材料和制造商。基于建筑信息數據，利用BIM軟件建立輔助幕墻的完整信息，以BIM為載體建立仿真模型，實現了建筑外立面幕墻設計與施工管理的仿真模型。

關鍵詞：BIM技術;建筑外立面;建筑外立面幕墻設計

中圖分類號：TU17

文獻標識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0218—01

BIM應用的范圍十分廣泛，從三維模型構造到性能化分析，從施工模擬到運行策劃，從材料統計到項目成本管理。建筑外立面幕墻的設計將利用BIM實現幕墻設計由二維逐漸向三維的轉變，這不僅提高了設計質量，而且大大提高了設計效率。它的發展與應用已經為提高設計質量和效率，提高產品的市場生存和競爭力發揮了十分明顯的作用。

1 BIM技術應用

1.1 可視化的施工管理

BIM技術可以有效地實現對建筑項目的虛擬設計、建造、維護及其后期的管理。BIM技術可以通過3D模擬工程實體可以準確及時的發現圖紙中的問題和錯誤，大大減少了后期的返工，保證了施工質量。在技術管理方面，BIM技術可以對施工的技術流程進行模擬，建立規范的標準，確保實際工作與計劃的契合度，以保證技術的準確性。

1.2 智能化的工程設計

通過實踐證明，在建筑中利用BIM技術，就可以看出有明顯的技術價值，就具體而言，在一般情況下，BIM技術可以實現三維立體設計，然后設計師們可以通過建立起來的模型對各種圖形和文檔進行自動生成。例如，對于某個專業設計的對象修改之后，別的專業設計對象也會相應的改變。

2 BIM信息技術在建筑外立面幕墻設計中的應用

2.1 建立外立面幕墻BIM模型

建筑行業的輔助設計從傳統的CAD、SketchUp、3Dmax等跨入了一個新的變革時代，那就是三維的Revit輔助設計應用時代，它開啟了參數化三維設計的領域。在BIM模型的開始，首先建立BIM模型和參數所需的基本數據，以優化基于幕墻系統的圖形，因此將來使用Revit軟件是方便的。除了這些基本工作外，還收集了與建筑幕墻相關的各種參數和數據，包括型材名稱、線形密度、表面處理、長度、生產廠家、成本等，玻璃的顏色、寬度、成本等相關參數。每個材料的其余部分，為了建立數據庫，基于BIM模型的信息進入建筑幕墻，從而建立真正的建筑信息模型，而不是構造CAD之類的信息，而不附加任何3D模式。當這些準備就緒時，可以開始使用Revit軟件平臺構建BIM模型。

2.2 外立面幕墻BIM模型深化

Revit輔助設計應用時代，它開啟了參數化三維設計的領域。建筑參數化設計是建筑設計的輔助設計手段，其運用計算機和智能軟件構建出一系列具有某種函數關系的模型，設計師修改其中一個單位模型的參數，被此參數綁定的建筑要素會進行相應的調整。如圖。

根據圖所示為某項目在Revit中的建筑外立面幕墻模型，所選異形面為建筑外表皮控制面，屋面的分割首先要在該面中提取建筑外立面的控制點，并對控制點所形成的模型單元進行方案比對，從而選擇較優方案。通過Revit功能中的表皮分割功能，可以將墻面分割為不同類型的單元塊，結合該建筑立面效果與外表皮材質的特性，對多種立面分割方案進行對比，最終確定以“1/2錯縫”進行立面分割，并對橫向（U網格）和豎向（V網格）尺寸進行控制，根據空間點的提取功能，還可以相應的得到每塊外立面板的空間坐標，從而得到設計師所需要的該材料板的幾何屬性。

2.3 基于模型，建立二維圖紙

傳統幕墻圖紙設計，主要是繪制二維圖紙，用于指導墻體施工，但建筑立面是一個正面的方向，只能看到一個高程。而使用建筑幕墻的BIM模型時，當BIM模型被修改時，隨著模型的改變，相應的方向高度將發生變化。根據工作要求及軟件各自優勢，需要在Revit軟件里完成平面深化、立面深化和剖面生成及深化等工作。根據平面深化設計要求，構建及二維表達應滿足《BIM構件庫應用標準》及《民用建筑BIM設計實施導則》要求;根據立面深化要求，需要在Revit軟件中完成立面應表達材質填充、材質顏色及立面層次表達，構建及二維表達應滿足《BIM構件庫應用標準》及《民用建筑BIM設計實施導則》要求;而剖面生成及深化是根據最終Revit模型，利用剖切命令創建項目剖面圖，根據方案設計要求完善剖面圖，包括剖切后各構建顯示是否正確，相應標高標注，房間名稱等。

2.4 優化設計

首先，可利用可視化提升設計效率：（1）該技術中的三維可視功能能夠將設計師的設計主體結構模型完整、直觀地表現出來，且通過立體形式使外立面幕墻設計360°全面展現出來，不僅降低了設計難度，同時也使其他建筑工程師能夠直接在設計中與幕墻設計人員進行溝通與修改，便于業主、建筑方等多方的監督;（2）通過利用該技術能夠更直接地將設計中的材料用量、幕墻耗能、室內環境等充分展現出來，實現綠色建筑的同時對其耗能評價提供便利，同時為進一步節省設計成本做到決定性作用。其次，所有階段都可以在這個平臺中增加或完善信息。工程的開發單位應是BIM技術的主導方，聯合設計單位及施工單位共同參與協同工作系統。

隨著信，息化技術的不斷發展，三維設計系統應運而生，三維設計手段已逐步進入電力、石化、冶金、水利、建筑等各個傳統設計領域，成為國內外高水平工程公司工程設計、工程管理的重要輔助手段。BIM技術在幕墻中的應用保證了每一步工作的合理性、科學性、可控性，真正做到了事前預控與事中調控，以及BIM技術在建筑施工過程中保證其安全有效的完成任務。

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